Опыт применения керамики как конструкционного материала свидетельствует о том, что изготовление из неё деталей по тем же чертежам, по которым изготовлены детали из металлических сплавов, в большинстве случаев не даёт положительных результатов. Это объясняется тем, что свойства керамики значительно отличаются от свойств металлических сплавов.
Традиционные методы проектирования деталей из металлов для керамики неприемлемы, а новые - ещё не созданы, так как до настоящего времени у конструкторов отсутствуют практические навыки конструирования деталей из керамики. Ситуация усугубляется плохой аттестацией механических, теплофизических, химических и других свойств керамики в реальных условиях работы деталей.
Однако, опыт работы с хрупкими материалами позволил определить самые общие, хотя и приближённые, правила конструирования деталей из керамики.
Некоторые из них приведены ниже.
1. Минимизация растягивающих напряжений. Наиболее предпочтительны конструкции, в которых керамика испытывает напряжения сжатия.
2. Минимизация концентрации напряжений, заключающаяся в отсутствии в деталях острых углов, уменьшении кривизны поверхности, в более плавных очертаниях, сведении к минимуму количества отверстий, разгрузке зоны концентраций кольцевой канавкой.
3. Минимизация термических напряжений. Следует применять керамические материалы с высокой теплопроводностью, снижать температурные колебания в процессе работы (обеспечивая тепловую однородность), использовать минимальные сечения деталей, их высокую симметрию. При возможности, детали сложной формы разбивать на составные элементы малых размеров и повышенной симметрии.
4. Отсутствие точечного приложения нагрузок. Наиболее предпочтительным является нагружение по плоскости, а затем – по линии.
5. Учёт возможности тепловой деформации детали. Правило особенно важно при сочетании в конструкции разнородных материалов, которые отличаются упругими и теплофизическими свойствами. В контактах керамических деталей следует использовать пружины или низкомодульные прокладки. Для устранения заклинивания нужно избегать острых кромок.
6. Специальное формирование в керамических деталях напряжённого состояния, заключающегося в создании сжимающих напряжений, противодействующих в процессе работы напряжениям растяжения.
При конструировании деталей из керамики следует учитывать ограничения технологических возможностей создания сложных геометрических форм и больших размеров.